報告書番号

Q12008

タイトル（和文）

減肉現象の予測精度向上に向けた水化学影響の定量化-しきい溶存酸素濃度の評価と溶存鉄の拡散係数の最適化-

タイトル（英文）

Quantitative effect of water chemistry on wall thinning behavior - Evaluation of critical dissolved oxygen concentration and optimization of diffusion coefficient of soluble ferrous iron-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

原子力･火力発電用配管の流れ加速型腐食(以下FAC)の効率的な管理と予防対策の確立のため、FAC現象の解明が求められている。当所ではこれまで、各種溶存化学種の拡散挙動を考慮し、流動因子、水化学因子および材料因子の影響を評価可能なFAC速度予測モデルを提案した。実機管理への適用のためにはFAC速度や酸素注入の効果の定量的な予測精度を向上させる必要があり、FAC実験によるモデルの検証およびその改良が求められている。特に溶存鉄の拡散係数の妥当性を検証することが求められている。本研究では、FACに及ぼすDO添加効果を試験により明らかにするとともに、試験結果よりFAC速度予測モデルの改良を行った。その結果、180℃、脱塩水(pH7.0)およびNH3溶液（pH9.8）中でのSTPT480（Cr濃度0.001wt%）のFAC停止に必要なDO濃度（CO2,critical）はpH7.0で25～30ppb、pH9.8では1～4ppbであり、pHの上昇により低下することが分かった。また、予測値の方がpHの影響を強く受けることが分かった。予測モデルで用いる水中での溶存鉄の拡散係数(DFe)は不明なパラメータの一つであり、予測精度が不十分である要因の一つと考えられる。DFeを溶存するFe(II)化学種(y：Fe2+、Fe(OH)+、Fe(OH)2,aq)の水中での見かけの拡散係数(D'y)とその存在比(Xy)の積による総和（DFe=ΣD'yXy）と仮定し、180℃での試験結果からD’yを求めた。

概要 （英文）

It is very important to clarify the flow-accelerated corrosion (FAC) phenomenon for the rational wall thickness management of feed water systems in commercial power plants. In our previous study, we proposed an FAC model that considers the diffusion of dissolved species. The FAC model gives the FAC rate and dissolved oxygen (DO) concentration for FAC suppression (critical DO concentration). For the practical use of the model, the accuracy prediction of the FAC rate and the critical DO concentration should be improved. In this study, the effect of DO on FAC rate was experimentally evaluated in neutral (pH7) and alkaline (pH9.8) solution at 180C. FAC was suppressed by the injection of DO more than 25 - 30 ppb and 1 - 4 ppb under neutral and alkaline conditions, respectively. These DO values were higher than the predicted critical DO concentration. We assumed that the discrepancy between the experimental and predicted results was caused by the uncertainty of the diffusion coefficient of soluble Fe(II) (DFe). We also assumed that DFe was affected by the distribution (Xy) of soluble ferrous species (y; Fe2+, Fe(OH)+, Fe(OH)2,aq ). Thus, the following equation was proposed; DFe = D'Fe2+XFe2+ + D'Fe(OH)+XFe(OH)+ + D'Fe(OH)2,aqXFe(OH)2,aq.

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